Alternirajući tok: Definicija svojstva i primene

Šta je izmenični tok?

Izmenični tok (AC) je izmenični tok koji periodično menja svoju smer i veličinu. U suprotnosti sa jednosmernim tokom (DC), koji teče samo u jednom smeru, AC se može koristiti za prenos snage na dalje rastojanje sa manjom gubitkom energije. AC je takođe oblik električne energije koju većina kućanskih uređaja koristi kada su uključeni u zidnu utičnicu.

Oblik talasa izmeničnog toka može varirati u zavisnosti od izvora i opterećenja. Najčešći oblik talasa je sinusna talasna forma, koja ima gladak i simetričan oblik. Ostali oblici talasa uključuju pravougaone, trougaone i pilasti talase, koji imaju različite karakteristike i primene.

Kako se meri izmenični tok?

Jedan način merenja izmeničnog toka jeste korišćenje njegove vrednosti efektivne sile (RMS). Vrednost RMS izmeničnog talasa je ekvivalentna DC vrednost koja bi proizvela istu količinu toplote u rezistoru. Vrednost RMS se može izračunati kvadriranjem trenutnih vrednosti izmeničnog talasa, uzimanjem proseka tokom jednog ciklusa, a zatim uzimanjem kvadratnog korena.

Vrednost RMS sinusnog izmeničnog talasa jednaka je njegovoj vrhovnoj vrednosti podeljenoj sa kvadratnim korenom dva:

Vrednost RMS kvadratnog izmeničnog talasa jednaka je njegovoj vrhovnoj vrednosti:

Vrednost RMS trougaonog izmeničnog talasa jednaka je njegovoj vrhovnoj vrednosti podeljenoj sa kvadratnim korenom tri:

Vrednost RMS pilastog izmeničnog talasa jednaka je njegovoj vrhovnoj vrednosti podeljenoj sa kvadratnim korenom šest:

Još jedan način merenja izmeničnog toka jeste korišćenje njegove frekvencije. Frekvencija izmeničnog talasa predstavlja broj ciklusa ili perioda koji se desavaju u jednoj sekundi. Jedinična mera frekvencije je herc (Hz), što znači ciklusi po sekundi. Na primer, 60 Hz izmenični tok obavlja 60 ciklusa u jednoj sekundi.

Frekvencija izmeničnog talasa je vezana za njegov period, koji predstavlja vreme potrebno za završetak jednog ciklusa. Period se može izračunati deljenjem jedne sekunde sa frekvencijom:

Frekvenciju se može izračunati deljenjem jedne sekunde sa periodom:

Zašto se koristi izmenični tok?

Izmenični tok ima mnoge prednosti nad jednosmernim tokom za prenos i raspodelu snage. Neki od ovih prednosti su:

• Lakost generisanja: AC se može lako generisati rotacijom sviljane petlje u magnetnom polju ili rotacijom magneta oko sviljane petlje. Ovo ne zahteva komutatore ili rektifikatore, koji su potrebni za generisanje DC.

• Napon transformacija: AC se lako može povećati ili smanjiti korišćenjem transformatora, koji su uređaji koji koriste elektromagnetsku indukciju da promene napon i strujni nivoi u AC krugu. Ovo omogućava prenos AC pod visokim naponom i niskom strujom, što smanjuje gubitke snage zbog otpornosti žica. Takođe omogućava dostavu AC pod različitim naponima i strujama za različite primene i uređaje.

• Faktor snage korekcija: AC se može prilagoditi da poboljša faktor snage, koji je mera kako AC krug efikasno koristi snagu. Faktor snage definiše se kao odnos realne snage (snaga koja obavlja korisnu radnju) i apstraktne snage (proizvod napona i struje). Niski faktor snage znači da se deo snage gubi kao reaktivna snaga (snaga koja osciluje između izvora i opterećenja). Reactivna snaga može dovesti do fluktuacija napona, pregrejanja i povećanih